JP3546346B2

JP3546346B2 - Vacuum type laminator apparatus and method

Info

Publication number: JP3546346B2
Application number: JP13822598A
Authority: JP
Inventors: 昭彦小川
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JPH11320682A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空雰囲気下において、加熱及び加圧処理により基板上にフィルムを積層する真空式積層装置及びその方法に関し、特に、プリント配線基板の表面上にフォトレジスト形成層を積層するために、加熱・加圧して感光性樹脂の接着材が塗布されたフィルム基材を基板上に積層する真空式ラミネータ装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、２つのステージ材料を一体化するために、これらのステージ材料をチャンバー内に収納し、次いでこのチャンバーを真空源によって真空にし、しかる後、上下位置に互いに対向するブレスプラテンによって真空室内を加熱および加圧する真空プレス装置がある。例えば、プリント配線基板を製造する場合において、基板上の電気回路をエッチング、メッキ、はんだ等から保護するために、支持体フィルム及び感光層からなるフィルム状フォトレジスト形成層を基板表面に熱圧着する工程がある。
【０００３】
このために使用するフィルムは、一面側にフォトレジスト形成層の接着面が塗布された上層の基材フィルムと、この接着面を覆うための下層の保護フィルムから構成されている。それゆえ、真空プレス装置を用いて、基板上にフィルム状のフォトレジスト形成層を接着するには、始めに、真空プレス装置に送られるフィルムから保護フィルムを分離して残った基材フィルム上にフォトレジスト形成層を露出させ、その後、この上層のフィルムを真空プレス装置内に供給している。こうして、このフォトレジスト形成層は、真空室内で加熱されることによって、粘着性を有し、回路基板上に加圧されて積層される。
【０００４】
このような回路基板にフィルム状フォトレジスト形成層が積層される表面には、回路ラインによる凹凸があるため、特に、このフォトレジストによる感光性樹脂層の厚さが回路ラインの厚さよりも薄い場合、回路基板とフィルム状フォトレジスト形成層との間に気泡等が残留するボイドが発生しやすくなる。この発生したボイドは、例えば、溶融ハンダ浴等、後工程における高温処理時に膨張し、フィルム状フォトレジスト形成層を破損させる場合等があり、回路構成の保護不良や絶縁不良等の原因となるおそれがある。
【０００５】
それゆえ、各種フイルムを積層する場合、基板とフィルムの間にボイドを発生させないように、真空雰囲気下において、フィルムを基板上に載置して加熱及び加圧によってラミネート（積層）することが重要である。
【０００６】
しかし、従来の真空積層装置では、例えば、特公昭５５−１３３４１号公報に開示されているように、真空積層装置の外側に配置された供給ロールから繰り出されるフィルム基材が、真空室内に搬送される前にカバーシートを剥離してフォトレジスト形成層の表面を外気に露出した状態で供給されている。また、特開昭６３−２９５２１８号公報、および特開昭６３−２９９８９５号公報等に開示された他の従来の真空積層装置においても、同様に、フォトレジスト層に対応するステージ材料が外部に露出しており、周囲の環境の影響下にあり、ほこり等が付着する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、従来の装置では、真空引きする容積が大きく、また真空室内の密閉度が低いため、減圧を十分に行うことができず、このため、真空室内において、基板とフィルムの接着面とが不用意に部分的に接触し、両者間に気泡が混在したり、またラミネート中においてシワの発生等が生じてしまうという欠陥を完全に解消することができない。
【０００８】
このような事情に鑑みて、本発明は、ラミネート作業時において、フィルムに塗布された接着面と基板との積層状態を安定させ、両者間に気泡やシワが生じないようにした真空式ラミネート装置及びそのための方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、基材ロールから供給されるフィルムを基板供給ライン上の基板の移動方向に合わせて搬送し、前記フィルムから保護フィルムを分離して、接着面が露出する基材フィルムと前記基板を真空室内で加熱圧着する真空式ラミネータ装置であって、
前記基板供給ラインの途中に相対向して接近離間できるように配置され、かつ前記ライン上に入口と出口を形成する一対のブロック体を有し、さらに、室内を加熱するための加熱手段と、室内を減圧しかつ前記基板とフィルムを挾持して押圧力を与えるための真空加圧手段を備えた真空室と、
この真空室の前段で前記基板供給ラインに隣接して配置され、一方は前記基材ロールからのフィルムが掛け渡され、他方は、保護フィルムロールに巻き付けられる保護フィルムを掛け渡たすための一対のフィルムガイドと、
前記基材フィルムを前進させるとともに、この前進動作に合わせて別のフィルム上に載置された基板を順次搬送する送出装置と、
前記基板の先端付近に前記基材フィルムと保護フィルムの分離点を維持しつつ前記２つのフィルムを基板とともに前進させ、真空室内において基板を覆った基材フィルムの内側から保護フィルムを剥離して真空室外に排出するために、前記基材ロールと保護フィルムロールの回転を前記送出装置とともに制御し、かつ真空室の前記加熱手段及び真空加圧手段を制御するための制御装置とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の真空積層方法では、
前記真空室の型開時に、前記フィルムと、このフイルムから分離して保護ロールフィルムに巻き取られる保護フィルムを一対のフィルムガイドに掛け渡し、前記基板を搬送する別のフィルムと前記基材フィルムを、真空室内に通過させるとともに前記基板供給ラインの出口側に配置した送出装置に連結する工程と、
前記基板の真空室内への搬送に合わせて、前記送出装置を介して基材ロールと保護フィルムロールを共転し、前記基材フィルムと保護フィルムの分離点を基板の先端付近に維持しつつ、これら２つのフィルムを基板の移動方向に前進させる工程と、
前記基材フィルムの内側に保護フィルムが折り重なり、真空室内の基板を前記基材フィルムと保護フィルムが覆った状態から真空室の型閉を行う工程と、
この型閉後、前記真空室の吸引口から内部のエアを排出する工程と、
この真空引き工程中に、保護フィルムロールのみ逆転駆動させて基材フィルムに覆われた基板上から保護フィルムを真空室外に排出する工程と、
前記真空室内の基板上に前記基材フィルムの接着面を加熱圧着することを特徴としている。
【００１１】
このような構成によって、本発明では、真空室内において、基材フィルムと基板との間に保護フィルムが折り重なり、さらに、型閉時には、基板の入口及び出口側においてフィルムが密着状態に合わせられることから、保護フィルムが完全に基材フィルムと基板によって完全に覆われた形となる。
【００１２】
その結果、保護フィルムは、真空室内でかつ基材フィルムと基板との間に挟まれた閉鎖空間内で剥されて分離して、基板に接着する基材フィルムの接着面が露出するため、外部の影響を受けることがなくなり、保護フィルムが分離した基材フィルムは、真空室内で均一な押圧力により、接着面が基板上に貼り付いてラミネートされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る真空式ラミネータ装置１を示し、相対向して離間接近する上下のブロック体２，３により囲まれた真空室４が、基板供給ラインＡ上に配置される。
【００１４】
真空室４に供給するためのフィルム１０は、フォトレジスト層の接着面が塗布された上層の基材フィルム１１と、このフォトレジスト層を保護するための下層の保護フィルム１２からなっている。このフィルム１０は、基材ロール５から繰り出されて真空室４の前段に設けた一対のフィルムガイド６，７の一方のロール６に掛け渡される。また、フィルムガイド６，７との間の分離点Ｐで分離される保護フィルム１２は、他方のフィルムガイド７に掛け渡されて保護フィルムロール８に巻き取られる。このフィルムガイドは、図１に示すように、通常、隣接するローラで構成されるが、フィルムを案内するものであればよいので、板状のものであってもよい。
【００１５】
保護フィルム１２が剥離したフィルムは、接着材（フォトレジスト形成層）の付着した基材フィルム１１となり、真空室内を通過し、基板供給ラインＡに沿って伸びて真空室４の出口から排出され、真空室４の後方に配置された公知の送出手段（図示略）によって基材フィルム１１の先端部が把持されている。また、真空室内に順次供給される基板１４を搬送するためのキャリアフィルム１５が、真空室内を通過しており、真空室４の前方と後方に、それぞれ配置された、キャリアフィルム１５の繰り出しロール１６及び巻き取りロール１７に掛け渡されている。これらの各ロールは、１つまたは複数の駆動手段（図示略）によっていずれかの回転方向に駆動される。これら２つのロール及び駆動手段は、搬送手段を構成する。また、この搬送手段と上記送出手段とを１つの送出装置として構成することも可能であり、これらの手段は、装置全体の作動を制御する制御装置（図示略）に接続される。
【００１６】
図２において、真空室４の構成は、２つのブロック体２，３に分割されており、一方の上型ブロック体２は、上枠２１の内部に、順次外側から、上定盤２２、ヒータ２３、２層の断熱材２４，２４が積層された構成からなり、上枠２１の中央部に吸引口２５が開口している。断熱材２４は、上層及び下層の断熱材がそれぞれ縦方向または横方向に沿った複数の溝を有し、これらの溝を重ねることによって互いに直交した格子状の溝２６が形成される。また、断熱材２４と上枠２１の内面との間には隙間があり、エアの通路を形成する。さらにヒータ２３に設けた開口孔や断熱材２４の格子溝２６を介して、真空室内部のエアが吸引口２５を通って排気されるようになっている。上定盤２２は、ヒータ、断熱材等の中間部材を介して上枠２１に密着固定されている。
【００１７】
他方の下型ブロック体３は、移動可能な下枠３１内部に、順次外側から膜体３２、多孔板３３、下定盤３４、ヒータ３５、断熱材３６が積層された構成からなり、下枠３１の中央部に吸引口３７が開口している。また、ヒータ３５は、下定盤３４、多孔板３３、膜体３２へと熱を伝達する。通常ゴム製の膜体３２は、吸引口２５，３７の圧力差により生じた負圧によって、基板１４を下側から押圧するためのもので、この膜体３２の周縁部が、分割した下枠３１の下板３８とその上に固定される枠体３９との間に挾持されている。
【００１８】
ここで、膜体３２は、少なくとも耐熱性と弾性を有する、例えば、シリコンゴムで、ゴム硬度Ｈｓが４０〜６０のものが採用されている。しかし、膜体３２は、可撓性及び伸縮性に富んだ性質を有するものであれば良いので、ゴム材料以外に、合成樹脂製の膜体も利用できる。
【００１９】
２つのブロック体２，３は公知の昇降手段（図示略）によって相対的に上下動が可能になっている。ブロック体は、例えば、下型ブロック体３を固定とし、上型ブロック体２のみ上下に移動できるようにしてもよい。加熱手段としてのヒータ２３，３５は、それぞれ、上定盤２２または下定盤３４に熱を伝達し、断熱材２４，３６によって、上枠２１および下枠３１への熱の伝達を遮断する。また、吸引口２５，３７には、ホースを介して図示しない真空ポンプ等の吸引・加圧手段に接続されており、真空室の真空引きの際にエアが排出される。
【００２０】
このような構成により、上型ブロック体２と下型ブロック体３は、昇降手段によって、両方またはいずれか一方が他方に対して接近離間して、室が開閉される真空室４を形成する。吸引口２５，３７は、ここでは、中央部に各１つであるが、複数個を所定の位置に配置することもできる。
【００２１】
上記したように、基板１４の上に積層するためのフィルム１０は、基材ロール５から供給され、一対のカイドロール（フィルムガイド）６，７を介して分離点Ｐにおいて、基材フィルム１１と保護フィルム１２に分離され、ブロック体２，３の型閉によって、基材フィルム１１が上枠の上面により押え付けられて下降するので、保護フィルム１２は、この分離点Ｐ付近で、真空室４に入来する基板１４の先端部に接近または密着できるようになっている。
【００２２】
そして、接着面を有する基材フィルム１１は、基板１４を覆って真空室内を通過し、基板供給ラインＡに沿って伸びて真空室４の出口から、基板の搬送用のキャリアフィルム１５とともに送り出される。
【００２３】
基材フィルム１１の送り出しは、図示しないチャック部を備えた送出手段によって行われる。入力側の配置される基材ロール５及びキャリアフィルムロール１６には、それぞれ、ブレーキが設けられ、順次成形される基板製品が送出手段または、出力側のキャリアフィルム巻き取りロール１７によって引っ張られた際に、基材フィルム１１とキャリアフィルム１５の緊張力が保たれる。基材フィルム１１は、接着材が塗布された接着面が基板上面に対向し、上定盤２２から離れるとともに基板１４から浮いた状態に張設されている。
【００２４】
なお、本実施の形態では、フォトレジスト形成層が、一方の基材フィルム面１１ａ（図２参照）にのみ塗布されているが、基板１４の両面をラミネートする場合には、上側の基材フィルム１１の他に、下側のキャリアフィルム１５にも保護フィルム付きのフォトレジスト形成層を塗布することができる。この場合、上型ブロック体２の側に設けた一対のガイドロール６，７と同様の別の一対のガイドロールが繰り出しロール１６の代わりに、下型ブロック体３の側に配置される。
【００２５】
次に、本発明の真空式ラミネータ装置１に使用するフィルムについて説明する。フィルム１０は、２層のフィルム、即ち、基材フィルム１１（ＰＥＴ）と保護フィルム１２（ＰＥＴ）の間に感光性樹脂を含む接着材を挟んだ構成で、容易に保護フィルム１２が剥離できるようになっている。基材フィルム１１に塗布された感光性樹脂のフォトレジスト形成層は、通常、ＵＶ照射のパターン露光の後で、レジスト層の未露光部分または露光部分を除去することによって、レジストパターンを形成できる感光層を有するものであり、真空室４内で、基板表面に対面し、ヒータ２３，３５による加熱手段と、真空ポンプによる吸引手段によって、加熱及び加圧されて基板上面に基材フィルム１１が貼り付けられる。
【００２６】
フォトレジスト層は、通常、一方の面がポリエステル等の支持体フィルム、他方の面が、望ましくは、ＰＥＴフィルム等の保護フィルムにより覆われた積層構造をなし、基板１４への密着前に、保護フィルム１２の方は剥離されて分離する。特に、この保護フィルムにＰＥＴフィルムを用いる理由は、伸びが少なく、かつ滑りが良いためであり、真空室の型閉時に、保護フィルム１２を基板上に折り重なった状態から真空室の入口を介して抜き出すのに最適である。また、フォトレジスト層は、ネガフィルム的に作用する光硬化製物質、または、ポジフィルム的に作用する光可溶性または光減感性物質からなり、これらのいずれかの感光性物質を採用することができる。
【００２７】
なお、本発明は、フィルム状フォトレジスト形成層を基板１４に積層することに制限されるものではなく、その他のフィルム状物、例えば、熱可塑性もしくは熱硬化性の樹脂製フィルム同士、またはこれらフィルムと基材、例えば、木材板、金属板、有機材料、無機材料もしくは複合材料からなるシートと貼り合わせるためにも適用できる。また、上記したように、基板へのラミネートは、片面または両面が可能である。
【００２８】
また、このようなフィルムが通過する真空室４の入口４１には、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、上型ブロック体２に切り込み深さＨの凹部４３が設けられ、凹部の幅は、真空室の側部の寸法内で最大限の長さとし、切り込み深さＨは、基材フィルム１１と保護フィルム１２が真空室内に供給され、かつブロック体２，３の型閉時に保護フィルムのみを取り出すことが容易となるようにその深さが決められる。そのため、この深さＨは、上枠２１の底面から上定盤２２の表面までの間隔Ｓに一致させるのが良く、その寸法は、約１ｍｍで、フイルム厚さ＋０．５ｍｍ程度である。
【００２９】
また、下型ブロック体３の上面３ａ上の周囲にＯリング４５がはめ込められており、真空室４の密閉性を高めている。このリング材質は、保護フィルム１２の抜き出し時の抵抗力を小さくするために、単泡スポンジがよく、耐熱性を考慮する場合には、シリコン、フッ素ゴムを使用する。表示用大型パネルや厚板等にラミネートを施す場合には、下型ブロック体３の上面３ａは、下枠３１内の膜体３２の表面と同一レベルにすることで、板のバタ付きを防止する。
【００３０】
次に、本発明の真空式ラミネータ装置を用いて、基板表面にフィルムがラミネート（積層）される手順を説明する。図４，図５では、基板供給ラインＡ上に配置される真空室４を除いた各工程が示されている。
【００３１】
先ず、真空室４の開いた状態で、基材ロール５からフォトレジスト形成層を含むフィルム１０を繰り出してガイドロール６に掛け渡され、隣接するガイドロール７との間の分離点Ｐにおいて、保護フィルム１２が剥離して分離され、基材フィルム１１のみが真空室４内を通って、出口側の図示しない送出手段に基材フィルム１１の先端部が把持される。この基材フィルム１１は、一面側にフォトレジスト形成層（接着材）が塗布されており、保護フィルム１２を剥離すると、残った基材フィルム１１の下面にフォトレジスト層が露出する。剥された保護フィルム１２は、別のカイドロール７に掛け渡されて保護フィルムロール８に巻き付けられる。
【００３２】
また、これとは別に基板１４を搬送するキャリアフィルム１５が、真空室４の前方及び後方に配置されたキャリアフィルム用のロール１６，１７間に掛け渡たされて基板供給ライン上に沿って伸びている。このキャリアフィルム１５は、その上に被加工物としての基板１４を所定の間隔で載置して、順次、真空室内に搬送できるように配設されている。この状態では、基材フィルム１１とキャリアフィルム１５とは所定の間隔だけ離れて平行に伸びており、基材フィルム１１は、基板１４の上面から浮いている状態になっている。そして、この型開き状態からブロック体２，３を接近させて一時的に真空室４の型閉を行う。ここまでの過程が準備段階である。
【００３３】
上記型閉の時、真空室４の入口４１及び出口４２では、接着面が露出する上側の基材フィルム１１と下側のキャリアフィルム１５とが合わせられることから、基板上面から浮いていた基材フィルム１１の接着面がキャリアフィルム１５の面上にほぼ接触状態または確実に密着して貼り付く。このため、型閉時の入口側では、図１に示す、基材フィルム１１とキャリアフィルム１５とが離れて平行した状態から、ガイドロール６，７上のそれぞれのフィルム１１，１２が下側に引っ張られ、そして、図４（ａ）に示すように、型が開いた後では、保護フィルム１２が、丁度、その下に位置する基板の先端に接近して基板上に載せられる形となる。
【００３４】
この型開き状態から、制御装置により送出装置（搬送手段及び送出手段）を作動させ、基材フィルム１１とキャリアフィルム１５を同時に前進させる。その結果、図４（ｂ）の搬送状態に移行して、基板１４がキャリアフィルム１５によって真空室内に搬送され、また、基板の搬送と同期する形で基材ロール５と保護フィルムロール８の共転によって、基材フィルム１１と保護フィルム１２が前進する。この工程では、真空室内に入る基板１４とともに、保護フィルム１２が基材フィルム１１に共連れする形でフィルムの前進方向に移動するので、フィルムの搬送中、基材フィルム１１と保護フィルム１２の分離点Ｐは、基板１４の先端付近に維持された状態で基板１４とともに移動する。
【００３５】
本実施の形態では、送出装置として、真空室の出口側後方に送出手段及び搬送手段を設けたが、この送出装置は、これに限らず、２つのフィルム１２，１１及びキャリアフィルムを前進させる手段であればよく、これらのフィルムを繰り出すために各ロール自体を回転させる駆動装置として構成することもできる。
【００３６】
そして、図５（ａ）に示すように、基板全体が真空室内の所定位置に移行した段階で、制御装置により送出装置の作動を停止させて搬送を完了する。この搬送完了時には、基材フィルム１１の内側に保護フィルム１２が折り重なる。この搬送完了の後で、真空室４の型閉動作が開始され、図示しない真空ポンプを作動して真空室の真空引きを行う。この真空工程では、予めヒータによって加熱された真空室内において、エアが２つのブロック体の両方の吸引口２５，３７から排出される。そして、所定の真空度に減圧された圧力下において、制御装置により、保護フィルムロール８のみを逆転させる。
【００３７】
これにより、保護フィルム１２は、図５（ｂ）に示すように、基板１４と基材フィルム１１に囲まれた空間内で基板を覆った基材フィルム１１の内側から剥離しながら分離し、真空室４の入口側にたぐり寄せられ、保護フィルム１２が真空室内から外部に排出されて保護フィルムロール８に巻き取られる。さらに、保護フィルム１２が完全に外部に排出されると、保護フィルムロール８の回転を制御装置によって停止させる。
【００３８】
この保護フィルムの巻取り工程において、基板１４は、完全に上側の基材フィルム１１および下側のキャリアフィルム１５によって覆われ、かつ真空室１４の入口および出口の位置では、２つのフィルムが合わさっているので、粘着性の強いフィルムでもフィルムと基板との間に気泡の巻込みを防止できる。また、基板と基材フィルムは、所定の真空圧によって、真空室内で平行度が保たれ、基材フィルムと基板との間に空間が維持されるので、露出した接着面が部分的に基板に触れることがなく、加熱圧着時のシワの発生が防止できる。
【００３９】
次に、成形工程が開始され、吸引口２５は、吸引を継続し、一方、吸引口３７は、大気あるいは加圧空気を吸い込んで、膜体３２を上方に膨らませ、基板１４を上定盤２２側に均一な圧力で押し付けることによって、真空室内の基板上に基材フィルム１１の接着面が加熱圧着され、基材フィルム１１が基板１４に密着して貼り付いてラミネート加工が完了する。
【００４０】
このようにして、一連のステップ、即ち、型開、搬送開始、搬送完了、型閉、真空引き、保護フィルム巻取、成形の各工程を繰り返すことにより、連続して基板１４をラミネート加工することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、基材フィルムと保護フィルムが共に真空室内に送られ、この真空室内で、接着面が基板に付着しない所定の圧力下において、基板上を覆っている基材フィルムの内側で保護フィルムを剥離して、これを真空室の外部に排出できるので、フィルムと基板との間に気泡を巻込むことがなく、かつシワの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空式ラミネータ装置を示す概略図である。
【図２】図１の装置の真空室の構造を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】本発明における真空室の入口の部分を示し、３（ａ）は真空室での入口部分の切り込み深さを示す断面図、３（ｂ）は、その外形状を示す斜視図である。
【図４】本発明における真空積層方法を説明するための各工程を示し、３（ａ）は型開時、３（ｂ）は搬送時の各状態を示す模式図である。
【図５】図４に続く工程を示し、４（ａ）は搬送完了、型閉、真空時、４（ｂ）は保護フィルムの巻き取り時、４（ｃ）は成形、型開時を示す模式図である。
【符号の説明】
１真空式ラミネータ装置
２，３ブロック体
４真空室
５基材ロール
６，７ガイドロール（フィルムガイド）
８保護フィルムロール
１０フィルム
１１基材フィルム
１２保護フィルム
１４基板
１５キャリアフィルム
１７，１８ロール
２３，３５ヒータ
２５，３７吸引口[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a vacuum laminating apparatus and a method for laminating a film on a substrate by heat and pressure treatment under a vacuum atmosphere, and in particular, for laminating a photoresist forming layer on the surface of a printed wiring board, The present invention relates to a vacuum laminator apparatus and a method for laminating a film base material coated with a photosensitive resin adhesive on a substrate by heating and pressing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to integrate two stage materials, these stage materials are housed in a chamber, and then the chamber is evacuated by a vacuum source, and then the vacuum chamber is placed in a vertical position by a breath platen opposed to each other. There is a vacuum press for heating and pressing. For example, in the case of manufacturing a printed wiring board, in order to protect an electric circuit on the board from etching, plating, soldering, etc., a film-like photoresist forming layer including a support film and a photosensitive layer is thermocompression-bonded to the substrate surface. There is a process.
[0003]
The film used for this purpose is composed of an upper base film coated on one side with an adhesive surface of a photoresist forming layer, and a lower protective film for covering the adhesive surface. Therefore, in order to bond a film-like photoresist formation layer on a substrate using a vacuum press device, first, the protective film is separated from the film sent to the vacuum press device and the remaining film is formed on the remaining base film. The photoresist forming layer is exposed, and then the upper film is fed into a vacuum press. In this manner, the photoresist forming layer has adhesiveness by being heated in a vacuum chamber, and is pressed and laminated on a circuit board.
[0004]
Since the surface on which the film-shaped photoresist forming layer is laminated on such a circuit board has irregularities due to the circuit lines, particularly when the thickness of the photosensitive resin layer made of the photoresist is smaller than the thickness of the circuit lines. In addition, voids in which bubbles and the like remain between the circuit board and the film-like photoresist formation layer are likely to be generated. The generated voids may expand during high-temperature processing in a later step, for example, in a molten solder bath, and may damage the film-like photoresist forming layer, which may cause defective protection of the circuit configuration or defective insulation. There is.
[0005]
Therefore, when laminating various films, it is important that the film is placed on the substrate and laminated by heating and pressing under a vacuum atmosphere so as not to generate voids between the substrate and the film. It is.
[0006]
However, in a conventional vacuum laminating apparatus, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-13341, a film substrate fed from a supply roll disposed outside the vacuum laminating apparatus is conveyed into a vacuum chamber. The photoresist is supplied in a state where the cover sheet is peeled off before exposing the surface of the photoresist forming layer to the outside air. Further, in other conventional vacuum laminating apparatuses disclosed in JP-A-63-295218 and JP-A-63-299895, etc., similarly, the stage material corresponding to the photoresist layer is exposed to the outside. It is under the influence of the surrounding environment, and dust and the like adhere to it.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Further, in the conventional apparatus, since the volume to be evacuated is large and the degree of sealing in the vacuum chamber is low, it is not possible to sufficiently reduce the pressure. Therefore, in the vacuum chamber, the adhesion surface between the substrate and the film is not good. It is not possible to completely eliminate defects such as partial contact, bubbles being mixed between the two, and wrinkling occurring during lamination.
[0008]
In view of such circumstances, the present invention provides a vacuum laminating apparatus that stabilizes the state of lamination between an adhesive surface applied to a film and a substrate and prevents bubbles and wrinkles between the two during lamination. And a method therefor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention conveys a film supplied from a substrate roll according to a moving direction of a substrate on a substrate supply line, separates a protective film from the film, and exposes an adhesive surface. A vacuum laminator device for heating and pressing the substrate film and the substrate in a vacuum chamber,
In the middle of the substrate supply line are disposed so as to be able to approach and separate from each other, and have a pair of block bodies forming an inlet and an outlet on the line, further, heating means for heating the room, A vacuum chamber provided with vacuum pressurizing means for depressurizing the chamber and applying a pressing force by sandwiching the substrate and the film;
It is arranged adjacent to the substrate supply line in the preceding stage of the vacuum chamber, one of which is overlaid with a film from the substrate roll, and the other is a pair of overlaid with a protective film wound around a protective film roll. And a film guide
Advancing the base film, and a sending device that sequentially conveys a substrate placed on another film in accordance with the advancing operation,
The two films are advanced together with the substrate while maintaining the separation point between the base film and the protective film near the tip of the substrate, and the protective film is peeled off from the inside of the base film covering the substrate in a vacuum chamber to form a vacuum. A control device for controlling the rotation of the substrate roll and the protective film roll together with the delivery device, and for controlling the heating means and the vacuum pressurizing means of the vacuum chamber, for discharging to the outside of the room. It is characterized by.
[0010]
Further, in the vacuum lamination method of the present invention,
At the time of opening the mold of the vacuum chamber, the film and the protective film separated from the film and wound on a protective roll film are passed over a pair of film guides, and another film for transporting the substrate and the base film are separated. Connecting to a delivery device disposed on the outlet side of the substrate supply line while passing through the vacuum chamber;
In accordance with the transfer of the substrate into the vacuum chamber, the substrate roll and the protective film roll are rotated together via the delivery device, while maintaining the separation point between the substrate film and the protective film near the front end of the substrate, Advancing these two films in the direction of movement of the substrate;
A step of closing the vacuum chamber from a state where the protective film is folded on the inside of the base film and the substrate in the vacuum chamber is covered with the base film and the protective film,
After closing the mold, exhausting the internal air from the suction port of the vacuum chamber,
During this evacuation step, a step of driving only the protective film roll in the reverse direction and discharging the protective film from the substrate covered with the base film to the outside of the vacuum chamber,
The bonding surface of the base film is heat-pressed on the substrate in the vacuum chamber.
[0011]
With such a configuration, in the present invention, the protective film is folded between the substrate film and the substrate in the vacuum chamber, and further, when the mold is closed, the films are brought into close contact with the entrance and exit sides of the substrate. Therefore, the protective film is completely covered with the base film and the substrate.
[0012]
As a result, the protective film is peeled and separated in the vacuum chamber and in the enclosed space sandwiched between the base film and the substrate, and the bonding surface of the base film bonded to the substrate is exposed. The substrate film from which the protective film has been separated is no longer affected, and the adhesive surface is stuck on the substrate and laminated by a uniform pressing force in a vacuum chamber.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vacuum laminator device 1 according to the present invention, in which a vacuum chamber 4 surrounded by upper and lower block bodies 2 and 3 facing and spaced apart from each other is disposed on a substrate supply line A.
[0014]
The film 10 to be supplied to the vacuum chamber 4 includes an upper base film 11 coated with an adhesive surface of a photoresist layer, and a lower protective film 12 for protecting the photoresist layer. The film 10 is unwound from the substrate roll 5 and is stretched over one roll 6 of a pair of film guides 6 and 7 provided in the preceding stage of the vacuum chamber 4. The protection film 12 separated at the separation point P between the film guides 6 and 7 is wound around the other film guide 7 and wound on the protection film roll 8. As shown in FIG. 1, this film guide is usually composed of adjacent rollers. However, any film guide may be used.
[0015]
The film from which the protective film 12 has been peeled off becomes the base film 11 to which the adhesive (photoresist forming layer) has adhered, passes through the vacuum chamber, extends along the substrate supply line A, and is discharged from the outlet of the vacuum chamber 4, The leading end of the base film 11 is gripped by a known sending means (not shown) disposed behind the vacuum chamber 4. In addition, a carrier film 15 for transporting the substrate 14 sequentially supplied into the vacuum chamber passes through the vacuum chamber, and a delivery roll 16 of the carrier film 15 is disposed in front of and behind the vacuum chamber 4, respectively. And a take-up roll 17. Each of these rolls is driven in one of the rotation directions by one or a plurality of driving means (not shown). These two rolls and drive means constitute a transport means. Further, it is also possible to configure the transport means and the above-mentioned sending means as one sending device, and these means are connected to a control device (not shown) for controlling the operation of the entire apparatus.
[0016]
In FIG. 2, the configuration of the vacuum chamber 4 is divided into two block bodies 2 and 3, and one upper block body 2 includes an upper surface plate 22 and a heater inside an upper frame 21 sequentially from the outside. 23, a two-layer heat insulating material 24, 24 is laminated, and a suction port 25 is opened in the center of the upper frame 21. In the heat insulating material 24, the upper and lower heat insulating materials each have a plurality of grooves extending in the vertical direction or the horizontal direction, and a lattice-shaped groove 26 orthogonal to each other is formed by overlapping these grooves. There is a gap between the heat insulating material 24 and the inner surface of the upper frame 21 to form an air passage. Further, the air inside the vacuum chamber is exhausted through the suction port 25 through the opening hole provided in the heater 23 and the lattice groove 26 of the heat insulating material 24. The upper surface plate 22 is tightly fixed to the upper frame 21 via an intermediate member such as a heater and a heat insulating material.
[0017]
The other lower mold block 3 has a structure in which a membrane 32, a perforated plate 33, a lower platen 34, a heater 35, and a heat insulating material 36 are sequentially stacked from the outside inside a movable lower frame 31. The suction port 37 is opened at the center of the. Further, the heater 35 transmits heat to the lower platen 34, the perforated plate 33, and the film body 32. Normally, the film 32 made of rubber is used to press the substrate 14 from below by a negative pressure generated by a pressure difference between the suction ports 25 and 37, and the peripheral edge of the film 32 is divided into divided lower frames. 31 is sandwiched between a lower plate 38 and a frame 39 fixed thereon.
[0018]
Here, the film body 32 is made of, for example, silicon rubber having at least heat resistance and elasticity and having a rubber hardness Hs of 40 to 60. However, the film body 32 may be any material having a property that is rich in flexibility and elasticity, so that a film body made of a synthetic resin can be used in addition to the rubber material.
[0019]
The two block bodies 2 and 3 can be moved up and down relatively by known lifting means (not shown). As the block body, for example, the lower mold block body 3 may be fixed, and only the upper mold block body 2 may be moved up and down. The heaters 23 and 35 as heating means transmit heat to the upper stool 22 or the lower stool 34, respectively, and block the transfer of heat to the upper frame 21 and the lower frame 31 by the heat insulating materials 24 and 36, respectively. The suction ports 25 and 37 are connected to suction / pressurizing means such as a vacuum pump (not shown) via hoses, and air is discharged when the vacuum chamber is evacuated.
[0020]
With such a configuration, the upper mold block 2 and the lower mold block 3 form a vacuum chamber 4 in which both or one of them approaches or separates from the other by the elevating means, and the chamber is opened and closed. Here, the number of the suction ports 25 and 37 is one at the center, but a plurality of suction ports may be arranged at predetermined positions.
[0021]
As described above, the film 10 to be laminated on the substrate 14 is supplied from the base roll 5 and is protected from the base film 11 at the separation point P via a pair of guide rolls (film guides) 6 and 7. The base film 11 is separated by the molds of the blocks 2 and 3 and pressed down by the upper surface of the upper frame and descends, so that the protective film 12 is moved to the vacuum chamber 4 near the separation point P. The front end of the incoming substrate 14 can be approached or adhered to.
[0022]
The base film 11 having the adhesive surface passes through the vacuum chamber covering the substrate 14, extends along the substrate supply line A, and is sent out from the outlet of the vacuum chamber 4 together with the carrier film 15 for transporting the substrate. .
[0023]
The feeding of the base film 11 is performed by sending means having a chuck portion (not shown). Each of the substrate roll 5 and the carrier film roll 16 arranged on the input side is provided with a brake, and when a substrate product to be sequentially formed is pulled by the feeding means or the carrier film take-up roll 17 on the output side. Then, the tension between the base film 11 and the carrier film 15 is maintained. The base film 11 is stretched in such a manner that the bonding surface to which the bonding material is applied is opposed to the upper surface of the substrate, is separated from the upper stool 22 and floats from the substrate 14.
[0024]
In the present embodiment, the photoresist forming layer is applied only to one of the substrate film surfaces 11a (see FIG. 2). In addition to 11, the lower carrier film 15 can be coated with a photoresist forming layer with a protective film. In this case, another pair of guide rolls similar to the pair of guide rolls 6 and 7 provided on the side of the upper mold block 2 are arranged on the side of the lower mold block 3 instead of the feeding roll 16.
[0025]
Next, the film used for the vacuum laminator 1 of the present invention will be described. The film 10 has a structure in which an adhesive containing a photosensitive resin is sandwiched between two layers of a film, that is, a base film 11 (PET) and a protective film 12 (PET), so that the protective film 12 can be easily peeled off. It has become. The photoresist forming layer of the photosensitive resin applied to the base film 11 is usually formed by removing the unexposed or exposed portions of the resist layer after pattern exposure by UV irradiation, thereby forming a resist pattern. In the vacuum chamber 4, the substrate film 11 faces the substrate surface and is heated and pressurized by the heating means by the heaters 23 and 35 and the suction means by the vacuum pump to adhere the substrate film 11 on the upper surface of the substrate. Attached.
[0026]
The photoresist layer usually has a laminated structure in which one surface is covered with a support film such as polyester and the other surface is desirably covered with a protective film such as a PET film. The film 12 is peeled and separated. In particular, the reason why the PET film is used as the protective film is that the stretch is small and the sliding property is good. When the mold of the vacuum chamber is closed, the protective film 12 is folded over the substrate through the entrance of the vacuum chamber. Ideal for extracting. Further, the photoresist layer is made of a photocurable material acting as a negative film, or a photo-soluble or photo-desensitizing material acting as a positive film, and any of these photosensitive materials can be employed. .
[0027]
Note that the present invention is not limited to laminating the film-like photoresist forming layer on the substrate 14, and other film-like materials, such as thermoplastic or thermosetting resin films, or these films The present invention can also be applied to laminating a base material such as a sheet made of a wood plate, a metal plate, an organic material, an inorganic material, or a composite material. As described above, lamination to a substrate can be performed on one side or both sides.
[0028]
In addition, as shown in FIGS. 3A and 3B, a recess 43 having a cutting depth H is provided in the upper block 2 at the entrance 41 of the vacuum chamber 4 through which such a film passes. The width of the concave portion is set to the maximum length within the dimensions of the side of the vacuum chamber, and the cutting depth H is set so that the base film 11 and the protective film 12 are supplied into the vacuum chamber, and the block bodies 2 and 3 are closed. Sometimes the depth is determined so that it is easy to take out only the protective film. Therefore, the depth H is preferably set to be equal to the distance S from the bottom surface of the upper frame 21 to the surface of the upper stool 22, and the dimensions are about 1 mm, and the film thickness is about +0.5 mm.
[0029]
Further, an O-ring 45 is fitted around the upper surface 3a of the lower die block body 3 to enhance the tightness of the vacuum chamber 4. This ring material is preferably a single-foam sponge in order to reduce the resistance when the protective film 12 is pulled out, and silicon and fluorine rubber are used when heat resistance is taken into consideration. When laminating a large display panel, a thick plate, or the like, the upper surface 3a of the lower block 3 is at the same level as the surface of the film 32 in the lower frame 31, thereby preventing the plate from fluttering. I do.
[0030]
Next, a procedure for laminating a film on a substrate surface using the vacuum laminator of the present invention will be described. 4 and 5 show the respective steps excluding the vacuum chamber 4 arranged on the substrate supply line A.
[0031]
First, in a state where the vacuum chamber 4 is open, the film 10 including the photoresist forming layer is unwound from the substrate roll 5 and is hung over the guide roll 6, and is protected at the separation point P between the adjacent guide roll 7. The film 12 is peeled and separated, and only the base film 11 passes through the vacuum chamber 4, and the leading end of the base film 11 is gripped by the outlet means (not shown) on the outlet side. The substrate film 11 has a photoresist forming layer (adhesive) applied on one surface side. When the protective film 12 is peeled off, the photoresist layer is exposed on the lower surface of the remaining substrate film 11. The peeled protective film 12 is wrapped around another guide roll 7 and wound around the protective film roll 8.
[0032]
In addition, a carrier film 15 for transporting the substrate 14 separately extends between the rolls 16 and 17 for the carrier film disposed in front of and behind the vacuum chamber 4 and extends along the substrate supply line. ing. The carrier film 15 is provided so that substrates 14 as workpieces are placed thereon at predetermined intervals and can be sequentially conveyed into a vacuum chamber. In this state, the base film 11 and the carrier film 15 extend in parallel at a predetermined interval, and the base film 11 is in a state of floating above the upper surface of the substrate 14. Then, the blocks 2 and 3 are approached from the mold opening state to temporarily close the mold of the vacuum chamber 4. The process so far is the preparation stage.
[0033]
At the time of closing the mold, at the entrance 41 and the exit 42 of the vacuum chamber 4, the upper substrate film 11 and the lower carrier film 15 where the adhesive surface is exposed are aligned with each other. The adhesive surface of the film 11 is adhered to the surface of the carrier film 15 in a substantially contact state or surely in close contact. For this reason, at the entrance side when the mold is closed, the respective films 11 and 12 on the guide rolls 6 and 7 move downward from the state in which the base film 11 and the carrier film 15 are separated and parallel as shown in FIG. After the mold is opened, as shown in FIG. 4 (a), the protective film 12 is placed on the substrate just approaching the tip of the substrate located thereunder.
[0034]
From this mold open state, the control device activates the delivery device (conveying means and delivery device) to advance the base film 11 and the carrier film 15 simultaneously. 4B, the substrate 14 is transported into the vacuum chamber by the carrier film 15, and the substrate roll 5 and the protective film roll 8 are shared in synchronization with the transport of the substrate. By the rotation, the base film 11 and the protective film 12 advance. In this step, since the protective film 12 moves in the forward direction of the film together with the substrate 14 entering the vacuum chamber along with the base film 11, the separation of the base film 11 and the protective film 12 during the transport of the film. The point P moves together with the substrate 14 while being maintained near the tip of the substrate 14.
[0035]
In the present embodiment, as the sending device, the sending means and the conveying means are provided behind the outlet side of the vacuum chamber. However, the sending device is not limited to this, and means for advancing the two films 12, 11 and the carrier film. Any device may be used as a driving device for rotating each roll itself in order to pay out these films.
[0036]
Then, as shown in FIG. 5A, when the entire substrate has moved to a predetermined position in the vacuum chamber, the operation of the sending device is stopped by the control device, and the transfer is completed. When the transfer is completed, the protective film 12 is folded inside the base film 11. After the completion of the transfer, the mold closing operation of the vacuum chamber 4 is started, and a vacuum pump (not shown) is operated to evacuate the vacuum chamber. In this vacuum step, air is discharged from both suction ports 25 and 37 of the two block bodies in a vacuum chamber heated by a heater in advance. Then, under the pressure reduced to a predetermined degree of vacuum, only the protective film roll 8 is reversed by the control device.
[0037]
As a result, as shown in FIG. 5B, the protective film 12 is separated from the inside of the base film 11 covering the substrate in the space surrounded by the substrate 14 and the base film 11 while being separated from each other. The protective film 12 is approached to the inlet side of the chamber 4, the protective film 12 is discharged from the vacuum chamber to the outside, and is wound around the protective film roll 8. Further, when the protection film 12 is completely discharged to the outside, the rotation of the protection film roll 8 is stopped by the control device.
[0038]
In this protective film winding step, the substrate 14 is completely covered by the upper substrate film 11 and the lower carrier film 15, and the two films are put together at the entrance and exit positions of the vacuum chamber 14. Therefore, even with a highly adhesive film, entrapment of air bubbles between the film and the substrate can be prevented. In addition, the substrate and the base film are maintained in parallel in a vacuum chamber by a predetermined vacuum pressure, and a space is maintained between the base film and the base, so that the exposed adhesive surface is partially formed on the base. Without touching, generation of wrinkles during thermocompression bonding can be prevented.
[0039]
Next, a molding process is started, and the suction port 25 continues suction, while the suction port 37 draws in air or pressurized air to inflate the film body 32 upward and move the substrate 14 to the upper surface plate 22. By pressing the substrate film with a uniform pressure, the bonding surface of the base film 11 is heated and pressed onto the substrate in the vacuum chamber, and the base film 11 is stuck to and adhered to the substrate 14 to complete the laminating process.
[0040]
In this manner, the substrate 14 is continuously laminated by repeating a series of steps, that is, the steps of opening the mold, starting the transfer, completing the transfer, closing the mold, evacuating, winding the protective film, and forming. Can be.
[0041]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the base film and the protective film are both sent into the vacuum chamber, and in this vacuum chamber, under a predetermined pressure at which the adhesive surface does not adhere to the substrate, Since the protective film can be peeled off inside the base film covering the film and can be discharged to the outside of the vacuum chamber, no air bubbles are trapped between the film and the substrate, and the occurrence of wrinkles can be prevented. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a vacuum laminator device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the structure of a vacuum chamber of the apparatus of FIG. 1 in an enlarged manner.
3 (a) is a cross-sectional view showing a cut depth of an inlet portion in a vacuum chamber, and FIG. 3 (b) is a perspective view showing an outer shape thereof. is there.
FIGS. 4A and 4B are schematic views showing each step for explaining a vacuum laminating method according to the present invention, in which FIG. 3A shows a state when the mold is opened, and FIG.
FIG. 5 shows a step subsequent to FIG. 4; 4 (a) shows completion of conveyance, mold closing, vacuum, 4 (b) winding of a protective film, 4 (c) molding and mold opening. It is a schematic diagram.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum-type laminator apparatus 2, 3 Block body 4 Vacuum chamber 5 Base roll 6, 7 Guide roll (film guide)
8 Protective film roll 10 Film 11 Base film 12 Protective film 14 Substrate 15 Carrier film 17, 18 Roll 23, 35 Heater 25, 37 Suction port

Claims

The film supplied from the substrate roll is transported in accordance with the direction of movement of the substrate on the substrate supply line, the protective film is separated from the film, and the substrate film and the substrate whose adhesive surfaces are exposed are heated in a vacuum chamber. A vacuum laminator device for crimping,
In the middle of the substrate supply line are disposed so as to be able to approach and separate from each other, and have a pair of block bodies forming an inlet and an outlet on the line, further, heating means for heating the room, A vacuum chamber provided with vacuum pressurizing means for depressurizing the chamber and applying a pressing force by sandwiching the substrate and the film;
It is arranged adjacent to the substrate supply line in the preceding stage of the vacuum chamber, one of which is overlaid with a film from the substrate roll, and the other is a pair of overlaid with a protective film wound around a protective film roll. And a film guide
Advancing the base film, and a sending device that sequentially conveys a substrate placed on another film in accordance with the advancing operation,
The two films are advanced together with the substrate while maintaining the separation point between the base film and the protective film near the tip of the substrate, and the protective film is peeled off from the inside of the base film covering the substrate in a vacuum chamber to form a vacuum. A control device for controlling the rotation of the substrate roll and the protective film roll together with the delivery device, and for controlling the heating means and the vacuum pressurizing means of the vacuum chamber, for discharging to the outside of the room. A vacuum laminator device characterized by the following.

The feeding device is configured to transfer the film on which the substrate is mounted along the substrate supply line, and to move along the substrate supply line while gripping one end of the base film and covering a part or the whole of the substrate. 2. A vacuum laminator apparatus according to claim 1, further comprising: a delivery unit for performing the operation.

When transporting the substrate, the control device drives the delivery device to rotate the base roll and the protective film roll together, and when the vacuum chamber is closed, stops the delivery device and reverses only the protection film roll. 3. The vacuum laminator according to claim 1, wherein the laminator is driven.

The film of the transporting means for transporting the substrate includes an adhesive between the base film and the protective film, like the film supplied on the upper surface of the substrate, and both sides of the substrate can be laminated. 4. The vacuum laminator device according to any one of items 1 to 3.

The film supplied from the substrate roll is transported in accordance with the direction of movement of the substrate on the substrate supply line, the protective film is separated from the film, and the substrate film and the substrate whose adhesive surfaces are exposed are heated in a vacuum chamber. It is a method of crimping and vacuum laminating,
At the time of opening the mold of the vacuum chamber, the film and the protective film separated from the film and wound on a protective film roll are passed over a pair of film guides, and another film for transporting the substrate and the base film are separated. Connecting to a delivery device disposed on the outlet side of the substrate supply line while passing through the vacuum chamber;
In accordance with the transfer of the substrate into the vacuum chamber, the substrate roll and the protective film roll are rotated together via the delivery device, while maintaining the separation point between the substrate film and the protective film near the front end of the substrate, Advancing these two films in the direction of movement of the substrate;
A step of closing the vacuum chamber from a state where the protective film is folded on the inside of the base film and the substrate in the vacuum chamber is covered with the base film and the protective film,
After closing the mold, exhausting the internal air from the suction port of the vacuum chamber,
During this evacuation step, a step of driving only the protective film roll in the reverse direction and discharging the protective film from the substrate covered with the base film to the outside of the vacuum chamber,
A method comprising heat-pressing an adhesive surface of the base film on a substrate in the vacuum chamber.